8.4机械能守恒定律 学案 高中物理人教版（2019）必修第二册

8.4《机械能守恒定律》导学案【学习目标】1.知道机械能概念和表达式，理解机械能守恒定律的内容、表达式和条件。2.经历科学探究的过程，学会科学探究的方法：观察现象、提出问题、猜想假设、理论分析验证、得出结论、推广应用。3.了解人们追寻守恒量和建立能量概念的漫长过程，学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析解决实际问题。【探究过程】一．观察演示实验，描述实验现象演示实验1记录实验现象：演示实验2记录实验现象：小结：找出两个实验的共同特点：二．猜想假设：思考：从能量的角度分析两个实验哪些量是变化的，不变的量是什么？机械能：1.概念：、、统称为机械能2.表达式：三．理论分析，推导验证合作探究一：分析伽利略理想斜面试验中小球机械能是否不变（动能与重力势能转化的系统）情景：质量为m的物体沿光滑斜面下滑，下滑过程中任取两个位置A和B。物体处在位置A时速度为v1，距离水平面的高度是h1，处在B位置时速度为v2，距离水平面的高度为h2。（1）分析物体由A落到B的过程中的受力情况及各力做功情况，并列出动能定理的方程。（2）列出这个过程中重力做功与重力势能变化的关系式。（3）根据（1）（2）分析物体在位置A时的机械能和在位置B时的机械能大小关系。合作探究二：分析以下三种情况下物体系统机械能是否不变？（动能与重力势能转化的系统）1.做自由落体运动的小球2.沿光滑曲面下滑的物块3.沿粗糙斜面下滑的物块合作探究三：填写下表，并思考讨论什么条件下机械能守恒？自由落体运动光滑斜面（曲面）粗糙斜面物体受力情况有哪些力做功机械能是否守恒结论：合作探究四：小滑块在弹簧弹力作用下沿光滑水平面运动，弹性势能与动能之和是否保持不变？（动能与弹性势能转化的系统）在第三个演示实验中，如果不计阻力，在滑块运动过程中任意取1和2两个位置，对应的动能分别是Ek1和Ek2，对应的弹性势能分别为EP1和EP2，（1）分析物体由A落到B的过程中的受力情况及各力做功情况，并列出动能定理的方程。（2）列出这个过程中弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系式。（3）根据（1）（2）分析小滑块的动能和弹簧的弹性势能之和在位置1时和在位置2时是否相等（4）如果存在阻力，小滑块的动能和弹簧的弹性势能之和在不同位置还相等吗？结论：四.得出规律-----机械能守恒定律：1.内容：2.条件：3.表达式：五.规律的应用------机械能守恒定律的应用例：把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为l，最大偏角为θ。（不计空气阻力）(1)分析小球在摆动过程中受到哪些力，各力做功情况，并判断摆动过程中小球机械能是否守恒。(2)小球运动到最底位置时的速度是多大？(3)解释引入实验中为什么小球摆回来时一定不会碰着鼻尖。总结用机械能守恒定律解题的一般步骤【课堂小结】1.本节课你学到了哪些知识？2.本节课你学到了哪些方法？3.本节课你理解的非常透彻非常清晰的知识或方法有哪些？还存在的疑问是什么？【课后练习】1.在下面列举的各个实例中（除A外都不计空气阻力），哪些过程中机械能是守恒的？说明理由。A.跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落B.抛出的标枪在空中运动C.拉着一个金属块使它沿光滑的斜面匀速上升D.在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来2.一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在粘性较大的液体中由静止开始下落，它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方，（1）分析小球在